【摘 要】
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金属基复合材料以其优越的力学性能广泛应用于现代工业与国防军工领域。但由于硬质增强体的加入使得金属基复合材料的热加工性远低于基体合金,严重制约了其广泛应用。若热变形过程加工参数控制不当,会导致增强体与基体变形不协调,进而产生断裂、微孔、界面脱粘等缺陷。为了避免在实际成形过程中的缺陷产生,制定合理的加工参数具有重要的意义。本文选取挤压铸造法制备的2024Al/Al18B4O33w复合材料作为研究对象,
【基金项目】
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航空结构件成形制造与装备安徽省重点实验室开放课题（HKJG2018-04）； 合肥工业大学国防科研培育计划项目（JD2017JGPY0017）；
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金属基复合材料以其优越的力学性能广泛应用于现代工业与国防军工领域。但由于硬质增强体的加入使得金属基复合材料的热加工性远低于基体合金,严重制约了其广泛应用。若热变形过程加工参数控制不当,会导致增强体与基体变形不协调,进而产生断裂、微孔、界面脱粘等缺陷。为了避免在实际成形过程中的缺陷产生,制定合理的加工参数具有重要的意义。本文选取挤压铸造法制备的2024Al/Al18B4O33w复合材料作为研究对象,通过等温压缩试验系统地探究了2024Al/Al18B4O33w复合材料热变形行为。首先根据等温压缩试验研究了2024Al/Al18B4O33w复合材料与2024Al基体材料不同变形温度和应变速率下的应力应变曲线,分析了变形温度、应变速率等参数对流变应力的影响,对2024Al/Al18B4O33w复合材料软化现象进行研究。其次提取2024Al/Al18B4O33w复合材料不同变形量下的流变应力数据,构建基于唯象型本构模型的Arrhenius模型与基于人工智能的BP神经网络模型,并系统地评估了两种本构模型对2024Al/Al18B4O33w复合材料热变形行为的预测精度。另外,通过构建不同失稳准则下的热加工图、基于不同应变状态下的三维热加工图和神经网络热加工图,系统的分析了复合材料的加工安全区域与加工失稳区域,并且通过结合热加工图与温度敏感系数图相应区域热加工态复合材料的显微组织,验证了加工图的准确性。最后依据热加工图加工参数,基于Deform-3D有限元模拟,分析不同下压量、变形温度、加工道次条件下复合材料多向锻造热加工工艺过程。
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